關(guān)鍵系統(tǒng)中的COTS軟件：自由許可開(kāi)源軟件的案例

COTS 軟件有助于降低大型、長(zhǎng)壽命系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本，但 COTS 并不意味著專有。自由許可的開(kāi)源軟件（FLOSS）帶來(lái)了COTS的好處，但沒(méi)有專有產(chǎn)品典型的限制和供應(yīng)商捆綁。

國(guó)際空間站（ISS）是商用現(xiàn)貨或COTS概念的對(duì)立面。這些令人驚嘆的物品中只有一種，你肯定不會(huì)在貨架上找到它。然而，運(yùn)行該站的一些關(guān)鍵軟件是使用COTS工具創(chuàng)建的，例如，用于構(gòu)建運(yùn)行加拿大太空臂的軟件的GNAT Pro Ada編譯器。

為什么選擇COTS軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的？為大型復(fù)雜系統(tǒng)采購(gòu)或創(chuàng)建軟件是一個(gè)困難且昂貴的過(guò)程。通過(guò)增加 COTS 的使用來(lái)滿足這一需求是對(duì)這一困難的自然反應(yīng)，乍一看似乎提供了許多優(yōu)勢(shì)：降低成本、規(guī)模經(jīng)濟(jì)、廣泛使用導(dǎo)致更高的可靠性，以及熟悉系統(tǒng)的人員的可用性。這些考慮尤其適用于像空間站這樣的一次性項(xiàng)目，在這些項(xiàng)目中，構(gòu)建專用工具的成本很高（風(fēng)險(xiǎn)更大）。

然而，在實(shí)踐中，COTS的承諾并不容易實(shí)現(xiàn)。一個(gè)主要問(wèn)題是供應(yīng)商的配合：如果您從供應(yīng)商處獲得專有的 COTS 系統(tǒng)，您將與該供應(yīng)商綁定以支持、修改（在常見(jiàn)情況下，COTS 軟件幾乎但不完全是您想要的，必須修改），以及更新和改進(jìn)的可用性。還有一個(gè)問(wèn)題是，一般的COTS市場(chǎng)在頻繁更新和舊版本的快速過(guò)時(shí)中蓬勃發(fā)展。XP/Vista的例子在這里很有啟發(fā)性，微軟早在用戶準(zhǔn)備遷移到Vista之前就放棄了XP。即使微軟被說(shuō)服（看起來(lái)很可能）繼續(xù)支持XP十年，即使對(duì)于某些項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

波音 777 和波音 787等現(xiàn)代飛機(jī)的使用壽命非常長(zhǎng)，以幾十年為單位。這些飛機(jī)具有非常復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，需要最大的可靠性。在許多情況下，這些飛機(jī)上的軟件不僅使用 COTS 工具構(gòu)建，而且機(jī)上還有實(shí)際的 COTS 軟件組件——不僅軟件，而且認(rèn)證材料都可以“現(xiàn)成”獲得。鑒于這些飛機(jī)的預(yù)期壽命很長(zhǎng)，對(duì)COTS工具和組件持續(xù)可用性的擔(dān)憂成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

軟件與硬件（在 COTS 領(lǐng)域內(nèi)外）的區(qū)別之一是，從概念上講，修改軟件很容易。用新版本完全替換飛機(jī)的航空電子軟件可能不超過(guò)幾分鐘（當(dāng)然，不包括準(zhǔn)備和認(rèn)證新版本的時(shí)間和精力）。在一架著名的軍用飛機(jī)的情況下，我被告知每個(gè)尾號(hào)對(duì)應(yīng)于一組略有不同的軟件組件。因此，一次構(gòu)建并忘記的概念當(dāng)然不適用于航空電子軟件。

這種更改軟件的能力意味著軟件系統(tǒng)的更新和改進(jìn)可以以對(duì)相應(yīng)硬件系統(tǒng)不切實(shí)際的方式實(shí)現(xiàn)?；氐角懊嫣岬降募幽么筇毡郏耆鼡Q硬件將是不可想象的;但是，確實(shí)至少對(duì)軟件進(jìn)行了一次完全更新。但考慮到執(zhí)行此類更新的可能性，軟件工具和組件的長(zhǎng)期可用性變得至關(guān)重要。

在軟件構(gòu)建中選擇 COTS 的其他考慮因素包括可靠性和保修問(wèn)題。事實(shí)上，給定的軟件組件可以在數(shù)百萬(wàn)臺(tái)可靠性不重要的PC上使用（或者至少不被制造商視為重要），這意味著它在高可靠性環(huán)境中的使用不受制造商的歡迎：事實(shí)上，法律免責(zé)聲明積極勸阻。在這種情況下，試圖獲得此類產(chǎn)品的全面保修可能是完全不可行的。

另一方面，廣泛使用可能是可靠性的重要貢獻(xiàn)者，因此這種廣泛使用也可以朝著積極的方向發(fā)展。軟件開(kāi)發(fā)人員不能僅通過(guò)測(cè)試來(lái)保證正確性和可靠性，但是，隨著時(shí)間的推移，使用非常廣泛的產(chǎn)品往往會(huì)變得更加可靠，因?yàn)閷?shí)際使用會(huì)消除問(wèn)題。在某些情況下，必須依靠此方法來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠性。例如，考慮地面空中交通管制系統(tǒng)。通常，這些必須建立在通用操作系統(tǒng)（如IBM的AIX）之上。使用類似于DO-178的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此類系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證是不可能的。它們太復(fù)雜了。然而，如果這種制度已經(jīng)使用了幾十年，就像本例一樣，這種經(jīng)驗(yàn)就會(huì)給這個(gè)制度注入至關(guān)重要的信心。

因此，COTS 軟件可以提供許多優(yōu)勢(shì)。但是，無(wú)法進(jìn)行自定義修改和保證長(zhǎng)期支持的基本困難通常會(huì)阻礙這些 COTS 承諾。除非這些問(wèn)題能夠得到解決，否則軍工將退回到采購(gòu)昂貴定制技術(shù)的模式。

使用牙線COTS可產(chǎn)生世界上最好的結(jié)果

對(duì)于獲取和使用 COTS 軟件產(chǎn)品的這些一般問(wèn)題，可以在使用商業(yè)自由許可開(kāi)源軟件 （FLOSS） 產(chǎn)品中找到一個(gè)有趣的回應(yīng)。使用FLOSS COTS可以潛在地解決這些基本問(wèn)題，并提供COTS的優(yōu)勢(shì)，而沒(méi)有隨之而來(lái)的缺點(diǎn)。這些牙線優(yōu)勢(shì)包括：

可訪問(wèn)的源代碼

首先，源始終可用并且可以自由修改的事實(shí)意味著至少可以進(jìn)行修改。此外，這些修改可以由客戶、制造商或第三方進(jìn)行。對(duì)于專有產(chǎn)品，制造商可以通過(guò)技術(shù)和法律手段對(duì)此類修改保持牢固的控制，但與COTS FLOSS相關(guān)的免費(fèi)許可意味著這種控制是不可能的。

永久可用性

其次，免費(fèi)許可意味著任何存在的東西都永遠(yuǎn)可用。對(duì)于專有產(chǎn)品，制造商可以通過(guò)許可條件或簡(jiǎn)單地使產(chǎn)品停止工作來(lái)強(qiáng)制升級(jí)。（例如，如果您不繼續(xù)升級(jí)到最新版本，Quicken 的某些功能會(huì)在幾年后停止工作。對(duì)于FLOSS產(chǎn)品，許可保證永久可用性，供應(yīng)商，客戶或第三方可以提供長(zhǎng)期支持。

強(qiáng)調(diào)支持

最后，商業(yè)FLOSS市場(chǎng)以支持為導(dǎo)向。在沒(méi)有支持的情況下將FLOSS產(chǎn)品傾銷到市場(chǎng)上并期望人們購(gòu)買(mǎi)它是行不通的。人們?yōu)榭赡軓幕ヂ?lián)網(wǎng)免費(fèi)下載的東西付費(fèi)的確切原因是獲得高水平的支持。如果此支持意味著對(duì)特定客戶進(jìn)行微小的修改或在舊版本上永遠(yuǎn)保持支持，那么它將以合理的價(jià)格提供。如果制造商不以合理的價(jià)格提供此服務(wù)，第三方可以介入提供該支持。就我們?cè)诳臻g站環(huán)境中提到的GNAT Pro Ada編譯器而言，AdaCore每年都會(huì)提供新版本，但我們?nèi)匀挥锌蛻羰褂贸^(guò)10年的版本，我們希望無(wú)限期地繼續(xù)支持。進(jìn)行微小的自定義改進(jìn)是我們商業(yè)產(chǎn)品的重要組成部分。

牙線成功

總之，COTS 軟件工具和組件將停留在關(guān)鍵項(xiàng)目的背景下，對(duì)基于 FLOSS 的 COTS 工具的日益依賴可以確保 COTS 的承諾能夠在沒(méi)有這種方法的共同缺點(diǎn)的情況下蓬勃發(fā)展。

審核編輯：郭婷